实验一 线性与非线性元件伏安特性的测绘

实验一线性与非线性元件伏安特性的测绘一实验目的1掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法2学习恒电源、直流电压表、电流表的使用方法。二原理说明任一二端电阻元件的特性可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的函数关系U=f（I）来表示，即用U-I平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该电阻元件的伏安特性曲线。根据伏安特性的不同，电阻元件分两大类：线性电阻和非线性电阻。线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图1-1中（a）所示，该直线的斜率只由电阻元件的电阻值R决定，其阻值为常数，与元件两端的电压U和通过该元件的电流I无(c)图1-1(d)关；非线性电阻元件的伏安特性是一条经过坐标原点的曲线，其阻值R不是常数，即在不同的电压作用下，电阻值是不同的，常见的非线性电阻如白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等，它们的伏安特性如图5-1中（b）、（c）、（d）。在图1-1中，U0的部分为正向特性，U0的部分为反向特性。绘制伏安特性曲线通常采用逐点测试法，即在不同的端电压作用下，测量出相应的电流，然后逐点绘制出伏安特性曲线，根据伏安特性曲线便可计算其电阻值。三实验设备1直流电压、电流表；2. 电压源（双路030V可调）；OUIk010V3. MEEL-04组件、MEEL-05组件。四.实验内容测定线性电阻的伏安特性按图1-2接线，图中的电源U选用恒压源的可调稳压输出端，通过直流数字毫安表与lkQ线性电阻相连，电阻两端的电压用图1-2直流数字电压表测量。调节恒压源可调稳压电源的输出电压U,从0伏开始缓慢地增加（不能超过10V）,在表11中记下相应的电压表和电流表的读数。表11线性电阻伏安特性数据U(V)0246810/(mA)2.测定6.3V白炽灯泡的伏安特性将图1-2中的1kQ线性电阻换成一只6.3V的灯泡，重复1的步骤，电压不能超过6.3V,在表12中记下相应的电压表和电流表的读数。表126.3V白炽灯泡伏安特性数据U(V)0123456.3/(mA)3测定半导体二极管的伏安特性按图13接线，R为限流电阻，取200Q（十进制可变电阻箱），二极管的型号为1N4007。测二极管的正向特性时,其正向电流不得超过25mA,二极管VD的正向压降可在00.75V之间取值。特别是在0.50.75之间更应取几个测量点;测反向特性时，将可调稳压电源的输出端正、负连线互换，调节可调稳压输出电压U,从0伏开始缓慢地减少（不能超过-30V），将数据分别记入表13和表14中。表13二极管正向特性实验数据U(V)00.20.40.450.50.550.600.650.700.75/(mA)表14二极管反向特性实验数据U(V)051015202530/(mA)4.测定稳压管的伏安特性将图13中的二极管1N4007换成稳压管2CW51，重复实验内容3的测量，其正、反向电流不得超过±20mA，将数据分别记入表15和表16中。表15稳压管正向特性实验数据U(V)00.20.40.450.50.550.600.650.700.75/(mA)表16稳压管反向特性实验数据U(V)011.52.2.52.833.23.53.55/(mA)五实验注意事项1. 测量时，可调稳压电源的输出电压由0缓慢逐渐增加，应时刻注意电压表和电流表,不能超过规定值。2. 稳压电源输出端切勿碰线短路。3. 测量中，随时注意电流表读数，及时更换电流表量程，勿使仪表超量程。六预习与思考题1线性电阻与非线性电阻的伏安特性有何区别？它们的电阻值与通过的电流有无关系？2如何计算线性电阻与非线性电阻的电阻值？3请举例说明哪些元件是线性电阻，哪些元件是非线性电阻，它们的伏安特性曲线是什么形状？4. 设某电阻元件的伏安特性函数式为I=f(U),如何用逐点测试法绘制出伏安特性曲线。七实验报告要求1根据实验数据，分别在方格纸上绘制出各个电阻的伏安特性曲线。2根据伏安特性曲线，计算线性电阻的电阻值，并与实际电阻值比较。3. 根据伏安特性曲线，计算白炽灯在额定电压63V)时的电阻值，当电压降低20%时，阻值为多少？4回答思考题。